[发明专利]基于非线性拟合的风力偏航状态智能自适应控制方法

摘要

本发明涉及一种基于非线性拟合的风力偏航状态智能自适应控制方法，该方法采用的技术方案是：利用风向标、风速仪、偏航编码器和变流器采集风机实时工作状态信息，通过对风机工作状态长期积累信息进行预处理剔除无效工作状态点，根据风力偏航状态的物理特点，采用机器学习技术对风力偏航状态进行区域统计分析，采用非线性拟合方法选取最佳拟合参数，得到风力偏航智能自适应模型，进而对新采集进来的传感器信息进行实时处理，得到当前风力状况条件下理论最优风力偏航运行角度，最终利用风机正常工作下的风速约束条件对其进行输出校正处理，判读是否存在失速等异常状态，从而保障设备运行安全。

主权项

一种基于非线性拟合的风力偏航状态智能自适应控制方法，其特征在于：具体步骤如下：(1)系统初始化：利用风速仪、风向标、偏航编码器和变流器实时采集风机工作状态数据，将采集到的工作状态数据发送到风力偏航智能自适应设备，缓存于风力偏航智能自适应设备的数据库中；(2)数据预处理：针对特殊工作点和风速工作约束条件，对步骤(1)中采集到的工作状态数据进行预处理，剔除影响非线性拟合精度的无用数据点；(3)提取拟合区域：使用机器学习技术对风机工作状态数据中风力偏航工作状态的待拟合区域进行数据点提取；(4)非线性拟合：对提取的实时风速、风力偏航角度以及风机实时输出功率点组合建立直角坐标系，记录坐标(xi，yi，zi)，(i＝1，2，...n)对选取的点进行非线性拟合，寻找函数f(x，y，z)使得函数在点(xi，yi)，(i＝1，2，...n)处的函数值与采集数据zi偏差达到拟合算法的最优条件值；其中，xi表示第i个选取点所对应的实时风速；yi表示第i个选取点所对应的风力偏航角度；zi表示第i个选取点所对应的风机实时输出功率；(5)选取智能自适应模型：当步骤(4)中的函数值与采集数据zi偏差达到拟合算法的最优条件值时，认定拟合效果达到要求，选取函数f(x，y，)为最佳拟合函数，并作为风力偏航智能自适应模型；(6)智能自适应模型求最优解并更新数据库：在采集到新的实时风速和风向偏航角度后，通过步骤(5)得到的智能自适应模型搜索理论最大工作功率点，并以该点对应的理论风力偏航状态对实时风力偏航角度进行修正，得到最优风力偏航角度；同时将相关的工作状态点作为新的数据输入，更新步骤(2)的数据库，为后续循环执行做准备；(7)对第(6)得到的最优解进行运行条件约束处理：计算得到优化后的最优风力偏航角度，结合实时风速，通过风机正常运行状态的约束要求，对风机工作状态进行实时控制，以达到风机的最大实时功率输出。